| Abstract: | Sparčiai augant gyventojų skaičiui, pramonei į nuotekų sistemą yra išleidžiami vis didesni antropogeninių teršalų kiekiai: sunkieji metalai, amonis, nitratai ir fosfatai. Nuotekos po valymo vis dar turi šių neorganinių medžiagų, kurios vėliau yra išleidžiami į vandens telkinius ir didina eutrofikacijos riziką bei vandens užterštumą. Siekiant sumažinti neorganinių medžiagų koncentracijas nuotekų valymo procese ir išvalytose nuotekose pastaruoju metu dėmesys yra skiriamas natūraliems vandens valymo būdams – naudojant akvakultūrą kaip alternatyvią nuotekų valymo priemonę.
Šio darbo tikslas yra ištirti biologinių metodų efektyvumą municipalinių nuotekų valymui naudojant Spirulina sp. dumblį. Naudojantis Green alga, Selenastrum capricornutum, growth test method 1003.0 buvo paruošta Spirulina sp. dumblių augimo terpė. Taip pat paruoštos eksperimentinės skirtingų municipalinių nuotekų tipų: nevalytų, po mechaninio valymo ir išvalytų nuotekų koncentracijos. Kiekvieno tyrimo varianto paruošta po 3 pakartojimus. Eksperimentas truko 21 dieną (3 savaites), kurio metu kas 4 dienas buvo skaičiuotos Spirulina sp. dumblių ląstelės, paskutinę tyrimo dieną išmatuotas galutinis tirpalų tūris ir spekrofotometru atlikta chlorofilo analizė. Vandens bendra cheminė sudėtis (NH₄⁺, NO₂¯, NO₃¯, PO₄3¯, Cl¯) prieš ir po biologinio valymo Spirulina sp. dumbliais nustatyta jonų chromatografijos metodu.
Visuose nuotekų tipuose pasireiškė skatinamasis dumblių augimo poveikis, mažiausias ląstelių skaičius nustatytas kontrolėje. Kauno nuotekos nebuvo toksiškos dumbliams. Nevalytose ir mechaninio valymo tipo nuotekose nustatytas didžiausias ląstelių skaičius aukščiausiose koncentracijose (p < 0.05). Išvalytose nuotekose Spirulina sp. ląstelių sk. buvo 7,5 karto mažesnis nei kitų tipų nuotekose, dėl nepakankamo maistinių medžiagų kiekio. Paskaičiavus augimo greitį naudojantis (OECD) formule, nustatyta, kad kontrolėje ir visų tipų nuotekų koncentracijose pasireiškė augimo greičio slopinimas (inhibicija). Nevalytų ir mechaninio valymo nuotekų koncentracijos, darė statistiškai reikšmingą įtaką (Fnev=5,9; Fmech=4,3; p<0,05) nuotekų eutrofiškumui. „Kauno vandenys“ valymo efektyvumas atitiko visus reikalavimus pagal nuotekų tvarkymo reglamento duomenis, išskyrus fosforą (viršijo normatyvus 35 kartus) ir NO2 (viršijo 3,5 karto). Amonio valymo efektyvumas po biologinio valymo dumbliais palyginus su “Kauno vandenys” valymo įrenginių efektyvumu nevalytose nuotekose pašalina 5 % daugiau amonio. Nuotekų valymo įrenginių išvalytose nuotekose amonio koncentraciją dumbliais būtų galima sumažinti dar beveik 50 %. Fosforo pašalinimas po biologinio valymo dumbliais iš nevalytų nuotekų siekė beveik 100 %. NO₂¯ ir NO₃¯ biologinis valymo efektyvumas dumbliais nevalytose nuotekose siekia po 91 %, išvalytose 95 % ir 77 %. Visi rezultatai atitiko nuotekų valymo normatyvus.
With the rapid growth of total population and industry scale it is also growing anthropogenic pollutants release to local wastewater system: heavy metals, ammonium, nitrates and phosphates. It is estimated that after wastewater treatment water still contains some of these inorganic substances that are subsequently discharged into water bodies and increase the risk of eutrophication and water pollution. In order to reduce concentrations of these inorganic substances in wastewater treatment process and in treated wastewater, recent emphasis has been put on natural water treatment methods - using aquaculture as an alternative wastewater treatment method. The aim of this work is to research efficiency of biological methods for municipal wastewater treatment using Spirulina sp. algae. By using Green algae, Selenastrum capricornutum, growth test method 1003.0, growth medium was prepared for Spirulina sp. algae. Also prepared experimental municipal sewage types for research: untreated, after mechanical treatment and treated wastewater with different concentrations. Each test version was prepared after 3 reps. The experiment lasted 21 days (3 weeks), during that time Spirulina sp. cells was calculated by hand every 4 days. Final volume of the solution was measured on the last day of the study and chlorophyll analysis performed by a spectrophotometer. The total chemical composition of water (NH4+, NO2¯, NO3¯, PO43¯, Cl¯) before and after biological treatment of Spirulina sp. was performed by ion chromatography. Stimulating effects of algal growth was observed in all types of wastewater. Kaunas wastewater was not toxic to algae growth. Smallest amount of cells was estimated in control. Highest number of cells in highest wastewater concentrations (p <0.05) was determined in untreated and mechanical wastewater discharges. Spirulina sp. cell count in treated wastewater was 7.5 times lower than in other types of wastewater due to insufficient amont of nutrients. Growth rate was calculated by using (OECD) methodology, growth inhibition was estimated in control and all types of effluent concentrations. Untreated and mechanical wastewater concentrations had a statistically significant effect (Fun=5.9; Fmech=4.3; p<0.05) for chl a concetration. Efficiency of "Kaunas vandenys" wastewater treatment met all requirements according to the wastewater management regulation, except for phosphorus (exd 35 times) and NO2 (exd 3.5 times). Biological algae treatment compared to Kaunas water treatment plants eliminated 5% more NH4+ in untreated water and reduced 50% in treated sewage. Phosphorus elimination after biological treatment with Spirulina algae from untreated sewage reached almost 100%. The NO2 and NO3 in untreated and mechanical sewage sludge was reduced by 91% and 95%,77% in purified. All results met the wastewater treatment standards. |
